Giáo trình Sửa chữa hệ thống điện điều hòa (Nghề Sửa chữa điện máy công trình – Trình độ trung cấp): Phần 1 – CĐ GTVT Trung ương I

BO GIAO THONG VAN TA\

TRUONG CAO BANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG |

GIAO TRINH

SUA CHUA
HE THONG BIEN DIEU HOA
TRINH DO TRUNG CAP

NGHE: SUA CHỮA ĐIỆN MÁY CƠNG TRÌNH

Ban hành theo Quyết định số 1955/QĐ-CĐGTVTTWI-ĐT ngày 21/12/2017
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương I

Hà Nội, 2017



1

LOI MO DAU

Trong nhiều năm gần đây tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại máy
cơng trình ở nước ta khá nhanh. Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho máy
cơng trìnhnhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu của người sử dụng. Trong đó
có hệ thống điều hịa máy cơng trìnhgiúp cho người sử dụng cảm giác thoải
mái, dễ chịu khi ở trong xe. Và trong quá trình sử dụng qua thời gian sẽ khó
tránh khỏi những trục trặc.

Để phục vụ cho học viên học nghề và thợ sửa chữa máy cơng

trìnhnhững kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành bảo dưỡng, sửa
chữa hệ thống điều hịa. Với mong

muốn

đó giáo trình được biên soạn, nội

dung giáo trình bao gồm bốn bài:

Bài I. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hịa

khơng khí trên ơ tơ

Bài 2. Kỹ thuật tháo — lắp hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ

Bài 3. Kỹ thuật kiểm tra và chan đoán hệ thống điều hịa khơng khí trên
ơtơ

Bài 4. Kỹ thuật bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hịa khơng khí

trên ơ tơ
Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo chương trình Tổng cục
Dạy nghề, sắp xếp logic từ nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ
thống điều hòa đến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và quy
trình thực hành sửa chữa. Do đó người đọc có thể hiểu một cách dễ dàng.

Xin trân trọng cảm ơn Tổng cục Dạy nghề, khoa Động lực trường Cao
đẳng nghề Cơ khí Nơng nghiệp cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp
đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này.
Mặc dù đã rất cơ gắng nhưng chắc chắn khơng tránh khỏi sai sót, tác

giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau
giáo trình được hồn thiện hơn.

Hà Nội, ngày.....tháng.... năm 2017
Tham gia biên soạn


MUC LUC
TRANG

Muc luc

Thuật ngữ chuyên môn
Bai 1. So dé cau tao va ngun ly lam viéc của hệ thơng
điều hịa khơng khí trên máy cơng trình

Bài 2. Kỹ thuật tháo — lắp hệ thống điều hịa khơng khí trên

máy cơng
Bài 3. Kỹ
khơng khí
Bài 4. Kỹ
khơng khí

trình
thuật kiểm tra và chân đốn hệ thống điều hịa
trên máy cơng trình
thuật bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hịa
trên máy cơng trình

Tài liệu tham khảo

1
wn

Lời giới thiệu

A

DE MUC

57
112
127
152


THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN
A/C - Air Conditioning: hệ thống điều hịa nhiệt độ trên xe
BTU - British Thermal Unit: cơng suất làm lạnh
PTC - Positive temperature coefficient: hệ số nhiệt dương
EPR - Evaporator Pressure regulator: phương pháp điều áp giàn lạnh
ECU - Engine Control Unit: hộp điều khiển
CFC - Clorofluorocacbon: mơi chất lạnh dùng trong hệ thống điều hịa
VSV - Vacuum Switching Valve: van chan khéng
EFI - Electronic fuel injection: hé thong phun xăng điện tử

ECU - Engine Control Unit: hdp điều khiển
TAO - Temperature air outlet: nhiệt độ không khí cửa ra
DTC - Diagnostic Trouble Code: mã chân đốn hư hỏng

DLC - Data link connector: giắc nói liên kết giữ liệu.


4

BAI 1: SO BO CAU TAO VA NGUYEN LY LAM VIEC CUA

HE THONG DIEU HOA KHONG KHi TREN MXD

Giới thiệu chung
Hệ thống điều hịa khơng khí trên máy cơng trìnhlà một thiết bị được
sử dụng để tạo khơng gian khí hậu thoải mái cho người lái xe và khách ngồi
trên ơ tơ. Hệ thống điều hịa khơng khí là thuật ngữ chung dùng đề chỉ những

thiết bị đảm bảo không khí trong phịng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp.

Khi nhiệt độ trong phòng cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “sự

làm lạnh”) và ngược lại khi nhiệt độ trong phòng thấp, nhiệt được cung cấp

để tăng nhiệt độ (gọi là “sưởi”). Mặt khác, hơi nước được thêm vào hay lấy

đi khỏi khơng khí để đảm bảo độ âm trong phòng ở mức độ phù hợp.
Mục tiêu:
~ Phát biêu đúng nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ.
- Giải thích được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều hịa khơng

khí trên ơ tơ.

- Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề cơng nghệ máy xây dựng.

- Rèn luyện tính kỷ luật, cần thận, tỉ mỉ của học viên.
Nội dung chính:

1.1 NHIEM VU, YEUCAU CUA HE THONG DIEUHOA KHONG KHi TRENMAY
XAY DUNG

Muc tiéu:

- Phát biểu đúng nhiệm vụ, u cầu của hệ thơng điều hịa khơng khí trên ơ tơ.
Hệ thống điều hịa khơng khí trên máy cơng trìnhlà một thiết bị được
sử dụng để tạo khơng gian và khí hậu thoải mái cho người lái xe và khách

ngồi trên ô tô. Hệ thống điều hịa khơng khí là thuật ngữ chung dùng đề chi

những thiết bị đảm bảo khơng khí trong phịng ở nhiệt độ và độ âm thích
hợp. Khi nhiệt độ trong phịng cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là
“sự làm lạnh”) và ngược lại khi nhiệt độ trong phòng thấp, nhiệt được cung

cấp đề tăng nhiệt độ (gọi là “sưởi”). Mặt khác, hơi nước được thêm vào hay
lấy đi khỏi khơng khí để đảm bảo độ âm trong phịng ở mức độ phù hợp. Vì
lý do này, thiết bị thực hiện việc điều hịa khơng khí sẽ gồm tối thiểu một bộ
làm lạnh, một bộ sưởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thơng gió. Hệ

thống điều hịa khơng khí trên máy cơng trìnhnói chung bao gồm một bộ

lạnh (hệ thống làm lạnh), một bộ sưởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ
thơng gió.

Chức năng chính của hệ thống điều hịa khơng khí:

- Điều khiển nhiệt độ và thay đồi độ âm trong xe.


5
- Điều khiển dịng khơng khí trong xe.
- Lọc và làm sạch khơng khí.
Bộ sưởi ấm
Người

ta dùng một

két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để

làm nóng

khơng khí. Két sưởi lầy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ

và dùng nhiệt này để làm nóng khơng khí nhờ một quạt thối vào xe, vì vậy
nhiệt độ của két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên.
Vì lý do này, ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc

như là một bộ sưởi ấm.

Nước lâm mát động cơ

Hình 1.1. Bộ sưởi Ấm.

Hệ thống làm mát khơng khí

Giàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí

trước khi đưa vào trong xe. Khi bật cơng tắc điều hồ khơng khí, máy nén

bắt

đâu làm việc và day chat lam lanh (ga điều hoà) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được
làm

mát nhờ chất làm

lạnh

và sau đó nó làm mát khơng

khí được thơi vào

trong xe từ quạt gió. Việc làm nóng khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ
nước làm mát động cơ nhưng việc làm mát khơng khí là hồn toàn độc lập
với nhiệt
độ nước làm mát động cơ.

than

Ouse

‘Sian tant


Máy hút ẩm

Hình 1.2. Hệ thống làm mát khơng khí.

Lượng hơi nước trong khơng khí tăng lên khi nhiệt độ khơng khí cao
hơn và giảm xuống khi nhiệt độ khơng khí giảm xuống. Khơng khí được làm
mát khi đi qua giàn lạnh. Nước trong khơng khí ngưng tụ và bám vào các
cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là độ âm trong xe bị giảm xuống. Nước
dính vào các cánh tản nhiệt đọng lại thành sương và được chứa trong khay xả
nước. Cuối cùng, nước này được tháo ra khỏi khay của xe bằng một vịi.
Giản lạnh

Hình 1.3. Chức năng hút 4m.
Điều khiển nhiệt độ

Hình 1.4. Điều khiển nhiệt độ.

Điều hồ khơng khí trong máy cơng trìnhđiều khiển nhiệt độ bằng
cách sử dụng cả kết sưởi và giàn lạnh, và bằng cách điều chỉnh vị trí cánh
hồ trộn khơng khí cũng như van nước. Cánh hồ trộn khơng khí và van

nước phối hợp để
chọn ra nhiệt độ thích hợp từ các núm chọn nhiệt độ trên bảng điều khiển.
Gần đây, số xe không dùng van nước đang ngay càng tăng lên.

Điều khiển tuần hồn khơng khí
(1) Thơng gió tự nhiên.


Việc

lấy

khơng

được tạo ra do chuyền

khí

bên

ngồi

đưa

vào

trong

xe

nhờ chênh áp

động của xe được gọi là sự thơng gió tự nhiên. Sự phân

bổ áp suất khơng khí trên bề mặt của

xe khi nó chuyển động được chỉ ra

trên hình vẽ, một số nơi có 4p suất
dương, cịn một sơ nơi khác

có

"hênggiởtwnhiên

áp

ene

suất âm. Như vậy cửa hút được bố trí
ở những nơi có áp suất dương (+) và

4

cửa xả khí được bồ trí ở những nơi có

aif

ap suất âm (-).
(2) Thơng gió cưỡng bức.
Trong các hệ thống thơng gió
cưỡng bức, người ta sử dụng quạt
điện hút khơng khí đưa vào trong xe.
Các cửa hút và cửa xả khơng khí
được

đặt ở cùng vị trí như

trong hệ

thống thơng gió tự nhiên. Thơng

thường, hệ thống thơng gió này được

dùng chung với các hệ thống thơng
khí khác (hệ thống điều hồ khơng
khí, bộ sưởi ấm).

Hình 1.5. Thơng gió trên ơ tơ.

DIEU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ
Mục tiêu:

khí trên ô tô.

ủa hệ thống điều hòa không

Sự truyền nhiệt

Hệ thông sưởi ấm cũng như hệ thống làm mát khơng khí trong xe đều

dựa trên nguyên lý cơ bản của quá trình trao đồi nhiệt của vật chất.

Vat chất ở trạng thái xác định ln có một năng lượng nhiệt nhất định và
trạng thái nhiệt của vật thể được đánh giá bằng nhiệt độ của nó.

Khi có sự

chênh lệch nhiệt độ giữa các vật thể hay giữa các vùng của vật thể sẽ có sự
truyền nhiệt (trao đổi nhiệt) giữa chúng và nhiệt chỉ có thể truyền một cách tự

nhiên từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp.

Lượng

nhiệt trao đổi phụ thuộc vào chênh

lệch nhiệt độ, môi

trường

truyền nhiệt và phương thức truyền nhiệt. Nhiệt lượng truyền được đo bằng
đơn vị Calorie, kJ hoặc BTU

(British Thermal

Unit). Calorie là nhiệt lượng

cần cung cấp cho 1 kg nước dé tăng nhiệt độ lên 1°C. BTU là nhiệt lượng cần


cung cấp cho l pound nước (0,454 kg) đề nóng lên 1°E (0,5555°C). 1 cal =
3,97 BTU.
Quá trình truyền nhiệt có thể thực hiện theo 3 phương thức:
Dan nhiét
Xảy ra ở trong vật rắn hoặc giữa hai vật rắn tiếp Xúc

5

trực tiếp với nhau. Lưu lượng dòng nhiệt Q (W) dẫn qua vật

rấn có bề dày ư tỷ lệ thuận với hệ số dẫn nhiệt 2. (W/m.độ)
của vật, điện tích truyền nhiệt (m”) và chênh lệch nhiệt độ

giữa 2 mặt của vật và tỷ lệ nghịch với bề dày của vật:
Q=—F(t,-1,)

a

_“

b

g

W

Các vật liệu kim loại thường có hệ số dẫn nhiệt khá lớn trong khi các

vật liệu phi kim, chất lỏng và chất khí có hệ số dẫn nhiệt rất nhỏ.

Truyén nhiệt đói lưu
Xây ra giữa bề mặt vật rắn và mơi trường
xảy ra trong lịng chất lỏng hoặc chất khí khi có
đó sẽ xuất hiện địng chất lỏng (chất khí) lưu động
nơi có nhiệt độ thấp và ngược lại nên nó sẽ mang
cho đến khi đạt được sự cân bằng nhiệt độ.

chất lỏng và chất khí hoặc
sự chênh lệch nhiệt độ. Khi
từ nơi có nhiệt độ cao sang
nhiệt từ nơi này đến nơi kia

Truyền nhiệt đối lưu giữa chất lỏng (khí) và bề mặt vật rắn (bề mặt

trong và ngoài của đường ống) tỷ lệ với hệ số tỏa nhiệt œ (W/m”. ộ) của bề
mặt vật, diện tích truyền nhiệt F và chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng (hoặc
chất khí) và bề mặt vật ran.

Q= ,F(t,-t)
W
œ phụ thuộc vào bản chất của chat lỏng, tốc độ chuyền động tương đối
của chất lỏng trên bề mặt vật rắn và đặc tính bề mặt của vật rắn.
Búc xạ nhiệt
Xay ra giữa 2 vật có nhiệt độ khác nhau khơng tiếp xúc với nhau. Khi

đó nhiệt sẽ truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn
theo ngun lý bức xạ.

i,

Q=C elf]

(1007

‘

5Ì

N

(1007|

IW

Trong đó C là hệ số bức xạ. Ở nhiệt độ <300°C, nhiệt bức xạ của vật

thường khá nhỏ.
Sự trao đổi nhiệt của vật chất khi thay đổi trạng thái
Vật chất có thể tồn tại ở một trong 3 trạng thái: rắn, lỏng và khí và có

thể chuyển trạng thái ở các điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định nếu được


10
cấp nhiệt hoặc giải nhiệt.

- Khi được cấp nhiệt vật chất sẽ chuyên từ trạng thái rắn sang lỏng (chảy) rồi
lỏng sang khí (bay hơi).
- Ngược

lại, khi được giải nhiệt (tách nhiệt) vật chất sẽ chuyển từ dạng hơi

sang lỏng (ngưng tụ) rồi từ dang lỏng sang rắn (đông đặc).
- Mặc dù được cấp nhiệt, nhiệt độ của vật chất khơng đổi trong suốt q trình
chuyển trạng thái và phụ thuộc vào áp suất trên bề mặt vật chất.

- Khi bị nén, chất khí sẽ tăng cả áp suất và nhiệt độ, khi đó chất khí tích luỹ
một năng lượng nhiệt ở dạng nội năng. Khi giãn nở, cả áp suất và nhiệt độ của

nó giảm xuống và chất khí giải phóng một lượng nhiệt tương đương cơng giãn
nở.

Ví dụ: đưới áp suất khí quyển 1 at (1 kg/cm”) nước đá nếu được cấp nhiệt sẽ
bắt đầu tan thành nước ở 0°C, nếu tiếp tục được cấp nhiệt nước đá sẽ tiếp tục

tan cho đến khi chuyển hoàn toàn thành nước ở 0°C và sau đó nhiệt độ tăng
đến 100°C thì sơi và bay hơi, nếu tiếp tục cấp nhiệt thì nước tiếp tục sơi và

bay hơi cho đến khi chuyển hết thành hơi ở 100°C. Ngược lại nếu làm nguội

hơi nước (tách nhiệt ra) thì hơi sẽ ngưng tụ thành nước rồi nhiệt độ giảm và
đóng băng ở 0C.
1.

1.2.1.1 Hệ thống sưởi Ấm trên ô tô

Người ta dùng một két sưởi làm bộ trao đổi nhiệt để sây nóng khơng
khí. Két sưởi lấy nhiệt từ nước làm mát động cơ đã được hâm nóng đề làm

nóng khơng khí. Để tăng hiệu quả truyền nhiệt giữa kết sưởi và không khí
người ta tăng diện tích trao đổi nhiệt của két sưởi nhờ tăng các ống đẫn nước

và các cánh tản nhiệt và đồng thời bố trí một quạt gió dé tăng lưu lượng gió

qua két.


II

Hệ thống sưởi
các chỉ tiết sau đây:

ấm

Hình 1.6. Bộ sưởi Ấm.

bao

gồm

1. Van nước

2. Két sưởi (Bộ phận trao đổi nhiệt)

3. Quạt gió (mơ tơ, quạt)

Van nước
Van tiết lưu được

Hình 1.7. Hệ thống sưởi.
lắp trong

um

EOS

mạch nước làm mát của động cơ và

được dùng để điều khiển lượng nước
làm

mát

động

cơ tới két

sưởi

(bộ

phận trao đổi nhiệt). Người lái điều
khiển độ mở của van nước bằng
cách dịch chuyên

núm chọn nhiệt độ

Hình 1.8. Van nước.
trên bảng điều khiển.
Một số mẫu xe gần đây khơng có van nước. ở các xe này nước làm mát
chảy liên tục và ồn định qua két sưởi.
Két sưởi
Nước làm mát động cơ (khoảng 80°C) chảy vào két sưởi và khơng khí
khi qua két sưởi nhận nhiệt từ nước làm mát này.

Két sưởi gồm có các đường ống/cánh tản nhiệt và vỏ. Việc chế tạo các

đường ống đẹt sẽ cải thiện được việc dẫn nhiệt và truyền nhiệt.
Két sưởi

Ông/cánh tản nhiệt


12

Hình 1.9. Két sưởi.

Một số biện pháp tăng nhiệt độ sưởi ấm

Be eee de FEO ———

Bi erro arm en dt ca

Hình 1.10. Các loại sưởi ấm.

Một số kiểu xe có hiệu suất nhiệt động cơ cao và do đó nhiệt cung cấp
cho bộ sưởi ấm từ nước làm mát động cơ khơng đủ. Chính vì vậy, cần phải
gia nhiệt cho nước làm mát động cơ bằng các phương pháp khác đề sử dụng
cho bộ sưởi ấm.
Một số phương pháp gia nhiệt cho nước làm mát động cơ như sau:
a) Hệ thông sưởi PTC (Hệ số
“an
nhiệt đương): đưa bộ: sưởi

am PTC qua két sưởi đề làm
nóng nước làm mát động cơ.

——

Hình 1.11. Hệ thống sưới PTC.


b) Bộ sưởi ấm bằng điện: đặt
thiết bị giống như bugi đánh

————

lửa vào

=<

đường

nước

ở xy

BC egoe

Cảm tiến nhiệt độ nước.
“Camb hit
06 khi nap
so

lanh để hâm nóng nước

c) Bộ sưởi ấm loại đốt nóng

bên trong:

đốt

nhiên liệu

trong một buồng đốt và cho

ois

Pak

coo

nước làm mát động cơ chảy = “EM
roaKL
i)
xung

quanh

buồng

đốt

để

loại ma

sát

c

T Se!
ay 1B nie os

nhận nhiệt và nóng lên.

đ) Bộ

sưởi

âm

Hình 1.13. Bộ sưởi ấm loại đốt nóng bên trong.
= aires se

trong chất lỏng: quay khớp

ng

chất lỏng băng động cơ để
làm nóng nước làm mát động
co.

.
tena

aon

.

i =
H
Ping or

L

——_

|
l ————##— |

am sưởi

[Em
| ey

=

|

Hình 1.14. Bộ sưởi Ấm loại ma sát trong chất lỏng.
1.2.1.2 Hệ thống làm lạnh trên ô tô

a. Lý thuyết làm lạnh

|


14
Lam lanh 1a qué trinh giai nhiét khoi vat thé hay khối khí trong phịng
để duy trì nhiệt độ của nó thấp hơn nhiệt độ mơi trường bên ngồi.

Như đã nói ở trên, vật chất
khi bay hơi sẽ lấy nhiệt ở mơi

= kh

trường xung quanh nó. Tức là, nếu
nhiệt

độ bay

hơi

của

vật

chất

lớn

hơn nhiệt độ mơi trường thì để vật
chất đó bay hơi cần phải cấp nhiệt
cho nó, cịn nếu nhiệt độ bay hơi của

vật chất đó nhỏ hơn nhiệt độ mơi
trường xung
thụ nhiệt từ
và bay hơi,
trường xung

quanh thì nó sẽ tự hấp
mơi trường xung quanh
làm giảm nhiệt độ mơi

quanh.

Ví dụ: sau khi bơi ở bể bơi

lên, chúng ta thấy hơi lạnh. Đó là vì
nước bám trên người bay hơi đã lấy
nhiệt của chúng ta.

Tương

tự, chúng ta cũng cảm

thấy lạnh khi bôi cồn vào tay, cồn đã

lấy nhiệt của chúng ta khi bay hơi.

Một bình có vịi đựng chất lỏng
dễ bay hơi (bay hơi ở nhiệt độ thấp
hơn nhiệt độ trong phòng) đặt trong

một hộp cách nhiệt tốt. Chất lỏng
trong bình sẽ bốc hơi ngay

độ

trong

hộp

và hấp

thụ

ở nhiệt
nhiệt

từ

khơng khí trong hộp làm nhiệt độ
khơng khí trong hộp “ i
Hình 1.15. Ví dụ về q trình làm lạnh.
Dựa vào tính chât này của vật chât, người ta đã sử dụng các loại vật
chất có nhiệt độ bay hơi thấp hơn nhiệt độ môi trường dé làm lạnh môi trường
xung quanh. Các loại vật chất này được sử dụng trong máy lạnh và được gọi

là môi chất lạnh hay tác nhân lạnh (gas lạnh).


15
Đề cho đỡ tốn môi chất lạnh, người ta thu hồi hơi môi chất lạnh sau khi
bốc hơi và sau đó dùng các biện pháp làm nguội hơi mơi chất lạnh để hơi
ngưng tụ lại thành dạng lỏng rồi lại cung cấp trở lại bình bay hơi. Như vậy
mơi chất lạnh thực hiện một chu trình kín.

—.
Gs

wes

Hình 1.16. Thí nghiệm mơ phỏng q trình làm lạnh.

Mơi chất lạnh
Khái niệm: mơi chất lạnh là chất được nạp vào hệ thống máy

lạnh, tuần

hoàn trong hệ thống và thực hiện việc trao đồi nhiệt. Môi chất lạnh nhận nhiệt
khi bay hơi và giải phóng nhiệt khi ngưng tụ (hố lỏng).
u câu: mơi chất lạnh cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

Có nhiệt độ bay hơi thấp hơn nhiệt độ cần có trong phịng lạnh nhưng áp
suất bay hơi khơng q thấp hoặc q cao.

Áp suất ngưng tụ khơng q cao.
Có nhiệt ấn hố hơi lớn để có năng suất làm lạnh riêng khối lượng lớn.

An tồn, khơng làm hỏng vật liệu máy lạnh và không độc hại cho con người

và môi sinh.

Chất lượng ổn định, dễ sản xuất và giá thành rẻ.
Môi chất lạnh CFC-12 (thường gọi là R-12) là ga lạnh được dùng trong

các hệ thống điều hịa khơng khí thơng thường, thỏa mãn các yêu cầu trên.
Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây cho thấy, do Clo xả ra từ CFC-

12 phá hủy tầng ơ zơn của khí quyền. Tầng ô zôn này có tác dụng như một

tắm lọc hấp thụ các tỉa cực tím (UV) từ mặt trời, bảo vệ cuộc sống của động
vật và thực vật khỏi ảnh hưởng của các tia có hại này.

Vì vậy, cần phải thay đổi R-12 bằng một loại ga lạnh khác không phá

hủy tầng ô zôn. HFC-134a (R-134a) là một loại ga lạnh có đặc tính gần giống

như R-12 được sử dụng để thay thế R-12. Mặc dù HFC không phá hủy tầng
ơ zơn nhưng nó vẫn có xu hướng làm nhiệt độ trái đất ấm lên.


16

Woe

Tầng ơ zơn

lIm

Phả
LÝ) hưỳ tầng

Hình 1.17. Sự phá hủy tầng ô zon cia CFC.

Ga lạnh CFC bắt đầu bị hạn chế từ năm 1989. Hội nghị quốc tế về bảo

vệ tầng ô zôn đã đưa ra quyết định này nhằm củng cô hơn nữa việc hạn chế
sản xuất các loai CFC.

Hội nghị lần thứ tư của công ước Montreal tổ chức tháng 11 năm 1992
đã đưa ra quyết định giảm sản lượng CFC năm 1994 và 1995 xuống còn 25%

so với năm 1996 và sẽ chấm đứt hoàn toàn việc sản xuất CFC vào cuối năm

1995,
Vì vậy, nhằm triệt để tuân thủ theo quyết

định hạn chế CFC, một số

chỉ tiết của hệ thống lạnh sử dụng R-12 sẽ bị thay thế đề có thể làm việc thích
ứng với mơi chất lạnh R-134a.
Đặc điểm của R-134a
Nước sôi ở 100C dưới áp suất khí quyền (121°C ở áp suất Ikgf/cm”)
nhưng R-134a sơi ở -26,9°C dưới áp suất này (-10,6°C ở áp suất Ikgf/cm?).

DR)

ost

tigen’ [fy sae

doa

d6

Hình 1.18. So sánh nhiệt độ sơi giữa R134a và nước.


N
o

ầ

Nhiệt đồ của môi chất

17

| Chat long

(-22) -30

(0)

0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 3.43 MPa
(6) (40) (18) (20) (25) (30) (35) (kgficm?}
Áp suất

Hình 1.19. Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a.

Môi chất lạnh bay hơi ở nhiệt độ và áp suất thấp nhưng khi ở áp
cao thì nó chuyển về trạng thái lỏng và khơng bay hơi thậm chí ở nhiệt độ
Do đó trong máy lạnh máy cơng trìnhngười ta thực hiện hố lỏng mơi
sau khi bay hơi bằng cách dùng máy nén nén môi chất đến một áp suất

suất
cao.
chất
nhất

định và làm nguội môi chất.

Đề thị bên biểu điễn đặc tính của mơi chất lạnh R134a (HCF-134a). Đồ

thị cho biết áp suất và điểm sôi của môi chất. Môi chất R134a bay hơi ở nhiệt

độ 0°C và áp suất khoảng 0,2 MN/nỶ, sau đó hơi mơi chất được nén đến áp
suất khoảng 1,7 MN/nỶ và nhiệt độ khoảng trên 60°C nó sẽ ngưng tụ và hố
lỏng.
Ngun lý hoạt động
Sự giãn nở và bay hơi

Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, khí lạnh được tạo ra bằng phương
pháp sau:
Ga lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao được chứa trong bình.
Sau đó ga lỏng được xả vào giàn bay hơi (giàn lạnh) qua một lỗ nhỏ gọi
là van giãn nở, cùng lúc đó nhiệt độ và áp suất ga lỏng giảm và một lượng
nhỏ ga lỏng bay hơi.
Ga có áp suất thấp và nhiệt độ thấp chảy vào trong bình chứa gọi là
giàn bay hơi. Trong giàn bay hơi, ga lỏng bay hơi, trong q trình này nó lấy
nhiệt từ khơng khí xung quanh.


Hình 1.20. Sự giãn nớ va bay hoi.
Sự ngưng tụ của khí ga R-134a

Hệ thống khơng thể làm lạnh khơng khí khi dùng hết ga lỏng. vì vậy
phải cung cấp ga lỏng mới cho bình chứa. Hệ thống làm lạnh cơ khí biến đổi
ga lạnh dạng khí thốt ra từ giàn lạnh thành ga lỏng.
Như ta biết, khi khí ga bị nén, cả áp suất và nhiệt độ của nó đều tăng.

Ví dụ: khi khí ga bị nén từ 2,1 kgf/cm” lên 15kgf/cm”, nhiệt độ của khí gas
0°C lên 80°C. Điểm sôi của ga lạnh ở 15kgf/cm” là 57C. Nên nhiệt độ 80°C
của khí ga nén là cao hơn điểm sơi. Vì vậy, khí ga sẽ biến thành ga lỏng nếu
nó bị mất nhiệt đến khi nhiệt độ của nó giảm xuống tới điểm sơi hoặc thấp
hơn. Ví dụ: khí ga 15kgf/cm”, 80C có thể chuyển thành dang lỏng bằng cách

giảm đi 230C.

Trong hệ thơng cơ khí, việc ngưng
tăng áp suất sau đó giảm nhiệt độ. Khí ga
máy nén. Trong giàn ngưng (giàn nóng)
trường xung quanh và nó ngưng tụ thành

tụ khí ga được thực
sau khí ra khỏi giàn
khí ga bị nén tỏa
chất lỏng, ga lỏng

lại bình chứa.

Compressor

Condenser

Hình 1.21. Sự ngưng tụ môi chấttanh.

hiện bằng cách
lạnh bị nén bởi
nhiệt vào mơi
sau đó quay trở


19
Chu trinh lam lanh
Dựa trên sự hấp thụ nhiệt của môi chất lạnh khi bay hơi ở nhiệt độ thấp

hơn nhiệt độ mơi trường cần được làm lạnh. Do đó để làm lạnh liên tục, cần

phải liên tục cấp môi chất lạnh lỏng vào bộ bay hơi. Để đảm bảo không tốn

môi chất lạnh, môi chất lạnh sẽ được tái sử dụng sau khi bay hơi. Do vậy, môi
chất lạnh sẽ được lưu thơng trong một chu trình kín trong hệ thống và được
gọi là chu trình của máy lạnh.

Máy nén tạo ra ga có áp suất và nhiệt độ cao.
Ga dạng khí đi vào dàn ngưng, tại đây nó ngưng tụ thành ga lỏng.
Ga lỏng chảy vào bình chứa, bình chứa làm nhiệm vụ chứa và lọc ga

lỏng.
Ga lỏng đã được lọc chảy đến van giãn nở, van giãn nở
hỗn hợp ga lỏng và ga khí có áp suất và nhiệt độ thấp.
Hỗn hợp khí/lỏng di chuyển đến giàn bay hơi (giàn lạnh).
của ga lỏng nên nhiệt từ dòng khí ấm đi qua dàn lạnh được
lỏng.
Tất cả ga lỏng chuyên thành ga dạng khí trong giàn lạnh
ga mang nhiệt lượng nhận
Chu trình sau

được

ga lỏng thành
Do sự bay hơi
truyền cho ga
và chỉ có khí

ổi vào máy nén kết thúc chu trình làm lạnh.

đó được lặp lại.

Gian anh

Gian ngung/gian
ndng Binh chira/SAy
khơ

Hình 1.22. Sơ đồ chu trình làm lạnh.

Chu trình 2 giàn lạnh (một giàn đặt phía trước, một giàn đặt phía sau)
Hệ thống có 2 giàn lạnh, 2 van giãn nở và sử dụng 1 máy nén. Đề điều
khiển 2 mạch mơi chất, người ta bồ trí thêm các van điện từ trên các mạch

môi chất.